genetics cartoon VKP 1. 6. 2018 https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/2/2e/Brodtmann_Geschichtenerz%C3%A4hlerin.jpg/ 330px-Brodtmann_Geschichtenerz%C3%A4hlerin.jpg •Karl Joseph Brodtmann: •Děti s vypravěčkou pohádek ÒGenetická výbava jedince (souhrn všech genů=genom) je sice osudově zadána v okamžiku zplození, ale není pro další život konečná, protože v průběhu života se může měnit jak Òpod vlivem četných faktorů prostředí, tak Òfaktorů epigenetických (metylace, acetylace histonů, glykace), Òtak pod vlivem dalších faktorů genetických (např. mutacemi somatických buněk v průběhu maligní transformace). Òje obor genetiky, který se snaží stanovit úplnou genetickou informaci organismu a interpretovat ji v termínech životních pochodů. Někdy se genomika rozděluje na tzv. strukturní genomiku, spočívající ve stanovení sledu nukleotidů genomu organismu, na bioinformatiku, jež počítačovými metodami a prací v databázích interpretuje přečtenou dědičnou informaci a na funkční genomiku, kde se experimentem, například vyřazením nějakého genu z činnosti (zvířecí modely typu knock out), snažíme přiřadit funkci neznámým genům, případně funkci genů studovat. dna pyri puri lbdna20p ÒCukry-N-glykosidické vazby bazí mezi C1 deoxyribózy (DNA) a ribózy (RNA) a N1 pyrimidinových bazí a N9 purinových bazí. ÒBáze A, T (- vazby), G, C (= vazby) ÒFosfáty jsou esterifikovány na C5´deoxyribózy a vytvářejí dNMP ÒdNMP+P=dNDP+P=dNTP ÒNěkteré geny kódují protein. Jejich transkribovaná RNA se nazývá heterogenní nukleární RNA (hnRNA). Ta se upravuje (processing) na mRNA. ÒMessenger RNA (mRNA) je lineární kód, který je možno převést (translace) do sekvence AK polypeptidu pomocí kodonů a antikodonů (o 3 znacích) pro každou AK. Ò ÒNěkteré geny nekódují protein. Funkce transkribované RNA v tomto případě je: Òprocessing mRNA (malé nukleární RNA čili snRNA) Òtranslace mRNA do proteinu (transfer RNA-tRNA, ribosomální RNA-rRNA. tRNA a rRNA kóduje 3D strukturu ve výsledných produktech RNA, které umožňují jejich funkci. ÒDNA je ve zvířecích buňkách ve formě chromosomů (1-10cm celkové délky). Každý chromosom má 2000 začátků (origins) replikace. Od každého tohoto místa probíhá obousměrně syntéza DNA. Až se jednotlivé kousky syntetizované z míst začátku replikace setkají, vzniká dceřinné vlákno DNA. Začátky jsou od sebe vzdáleny cca 30-100 mm. Òčasová synchronizace syntézy 50000-60000 replikonů v každém genomu. lbdna21p •5´ •3´ •3´ • 5´ •5´ •3´ •Promotor •Exon 1 •Intron 1 •E2 •I 2 •E 3 •I 3 •Exon 4 •DNA •RNA •transkript •Zralá mRNA •Protein •NH2 •COOH •1 2 3 4 •Lidský gen •RNA • Transkripce •Processing (capping, adice •poly A, splicing) •Translace •3´ •Cap • AAAAAn •5´UTR •3´UTR •5´UTR •3´UTR •1 •I •2 •I •3 •I •4 •1 •2 •3 •4 ÒGen ÒLokus ÒAlela ÒGenotyp ÒHomozygot, heterozygot, hemizygot (X-linked) ÒGenom Ò transcription TranslationDetails Òmitóza É2 dceřinné buňky s diploidním počtem chromozomů É1 cyklus DNA replikace následuje rozdělení chromozomů a jádra (profáze ® prometafáze ® metafáze ® anafáze ® telofáze) a násl. celé buňky (cytokineze) Òmeióza É1 cyklus replikace následován 2 cykly segregace chromozomů a buněčného dělení Ð1. meiotické (redukční) dělení – rozdělení homologních chromozomů ×významné – odehrává se zde meiotický crossing-over (rekombinace) – žádná z gamet není identická! ×poruchy rozestupu – např. trisomie Ð2. meiotické dělení – rozestup sesterských chromatid É2 dceřinné buňky s haploidním počtem chromozomů Ðvznik pohlavních buněk (spermie, vajíčko) Ðdodatečné promíchání genetického materiálu crossing-overem mitosis_meiosis ÒLabilní (intermitotické a postmitotické buňky: kůže, sliznice, hemopoetická tkáň, semenný epitel) ÒStabilní (reverzibilně postmitotické buňky: Játra-ledviny-pankreas, endotelie, mezoteliální buňky, synoviální krycí buňky, vazivová tkáň, lymfocyty s dlouhým poločasem) ÒPermantní (irreverzibilně postmitotické buňky- gangliové, svalové, vaječné, plasmatické, makrofágy) Rotation of sejmout0016 • morfologicky barvitelné pouze v průběhu mitózy nebo meiózy, kdy dochází ke kondenzaci • v diploidní buňce 23 párů homologních chromosomů (22 párů autosomů a 2 pohlavní chromosomy) Òkaždý biologický druh má svou charakteristickou chrom. výbavu (počet a morfologii) = karyotyp Éu člověka mají diploidní bb. 46 chromozomů Ð22 párů homologních autozomů, 1 pár gomozomů (44XX nebo 44XY) Ézárodečné (vajíčko, spermie) 23 – haploidní Òstruktura chromozomu Écentromera Ételomery (raménka) Ðdlouhé - q Ðkrátké – p Ébarvením chromozomů se dosáhne charakteristického pruhování a tím rozlišení jednotlivých chromozomů Rotation of sejmout Òv nedělící se buňce je chromatin rozprostřen volně v jádře Òu dělící se organizuje do viditelných chromozomů chromosome(color) copy chromosome_structure ÒChromosomové aberace ÒStrukturní ÒNumerické Ò ÒGenové mutace ÒVzácné alely ÒPolymorfismy Òaneuploidie (změna počtu chromosomů v sadě) Ðporucha rozdělení sesterských chromozomů [meiotická non-disjunkce] Ðpozději během rýhování à somatická mozaika Émonosomie Ðgonozomální ×Turnerův sy. (45, X0) Étrisomie Ðautozomální ×Downův sy. (47, XX/XY + 21) ×Edwardsův sy. (47, XX/XY +18) ×Patauův sy. (47, XX/XY +13) Ðgonozomální ×Klinefelterův sy. (47, XXY) Òpolyploidie (porucha rozdělení celých sad nebo oplození 2 spermiemi [dispermie]) Éu člověka neslučitelné se životem Ðtěhotenství je potraceno Ðmolla hydatidosa (a pak těhotenství nutno ukončit potratem) Ðporod novorozence s triploidií – velmi časná letalita Ò down'schild2 turner ÒZ hlediska patogeneze nemocí je důležité, zda se jedná o mutace v somatických buňkách, které vznikají v průběhu života, většinou jsou buněčně nebo tkáňově specifické a nepřenášejí se na potomstvo, nebo zda jde o tzv. zárodečné mutace, které vznikají v zárodečných buňkách (vajíčko nebo spermie), stávají se součástí vrozené genetické predispozice, jsou obsaženy ve všech buňkách a přenášejí se na potomstvo. ÒMutací vzniklé alely jsou v populaci z různých důvodů vzácné (např. jsou výrazně patologické a tudíž jsou z populace odstraňovány selekcí, nebo vznikly nedávno a nestačily se v populaci rozšířit) a časté (polymorfismy). ÒNormální stav ÒDNA ÒATGCAGGTGACCTCAGTG ÒTACGTCCACTGGAGTCAC Ò ÒRNA ÒAUGCAGGUGACCUCAGUG Ò ÒPROTEIN ÒMet-Gln-Val-Thr-Ser-Val Ò Ò ÒMutace typu „missense“ ÒDNA ÒATGCAGCTGACCTCAGTG ÒTACGTCGACTGGAGTCAC Ò ÒRNA ÒAUGCAGCUGACCUCAGUG Ò ÒPROTEIN ÒMet-Gln-Leu-Thr-Ser-Val ÒPříklady-hemoglobin S u srpkovité anemie ÒNormální stav ÒDNA ÒATGCAGGTGACCTCAGTG ÒTACGTCCACTGGAGTCAC Ò ÒRNA ÒAUGCAGGUGACCUCAGUG Ò ÒPROTEIN ÒMet-Gln-Val-Thr-Ser-Val ÒMutace typu „nonsense“ ÒDNA ÒATGCAGGTGACCTGAGTG ÒTACGTCCACTGGACTCAC Ò ÒRNA ÒAUGCAGGUGACCUGAGUG Ò ÒPROTEIN ÒMet-Gln-Val-Thr-Stop ÒPříklady: b0 thalasemie ÒNormální stav ÒDNA ÒATGCAGGTGACCTCAGTG ÒTACGTCCACTGGAGTCAC Ò ÒRNA ÒAUGCAGGUGACCUCAGUG Ò ÒPROTEIN ÒMet-Gln-Val-Thr-Ser-Val Ò ÒMutace typu trinukleotidové expanze ÒDNA ÒATG(CAGCAGCAG)20CAGGTGACCTCAGTG ÒTAC(GTCGTCGTC)20GTCCACTGGAGTCAC Ò ÒRNA ÒAUG (CAGCAGCAG)20CAGGUGACCUCAGUG Ò ÒPROTEIN ÒMet-(Gln-Gln-Gln)20Gln-Val-Thr-Ser-Val ÒPříklady: Huntingtonova nemoc Ò ÒNormální stav ÒDNA ÒATGCAGGTGACCTCAGTG ÒTACGTCCACTGGAGTCAC ÒRNA ÒAUGCAGGUGACCUCAGUG ÒPROTEIN ÒMet-Gln-Val-Thr-Ser-Val ÒMutace typu „frameshift“ (=posun čtecího rámce) ÒDNA ÒATGCAGGTGAACCTCAGTG ÒTACGTCCACTTGGAGTCAC ÒRNA ÒAUGCAGGUGAACCUCAGUG Ò ÒPROTEIN ÒMet-Gln-Val-Asn-Leu-Ser ÒPříklady: ÒDuchennova muskulární dystrofie, b0 thalasemie, Tay-Sachsova choroba ÒNormální stav ÒDNA ÒATGCAGGTGACCTCAGTG ÒTACGTCCACTGGAGTCAC ÒRNA ÒAUGCAGGUGACCUCAGUG Ò ÒPROTEIN ÒMet-Gln-Val-Thr-Ser-Val Ò ÒMutace typu „inserce“ ÒDNA ÒATGCAGGTG-3000 bp-ACCTCAGTG ÒTACGTCCAC-3000 bp-TGGAGTCAC ÒRNA ÒAUGCAGGUG-3000 bp- ACCUCAGUG Ò ÒPROTEIN ÒMet-Gln-Val----------------? ÒPříklady: Òvelké: Hemofilie A ÒNormální stav ÒDNA ÒATGCAGGTGACCTCAGTG ÒTACGTCCACTGGAGTCAC ÒRNA ÒAUGCAGGUGACCUCAGUG Ò ÒPROTEIN ÒMet-Gln-Val-Thr-Ser-Val Ò Ò ÒMutace typu „delece“ ÒDNA ÒATGCAGGTG ÒTACGTCCAC ÒRNA ÒAUGCAGGUG Ò ÒPROTEIN ÒMet-Gln-Val ÒPříklady: Òmalé-cystická fibróza Òvelké: Duchennova muskulární dystrofie ÒRozvoj molekulárně biologických metod umožnil detailní analýzu genetického podkladu mnoha mendelisticky děděných, tzv. monogenních nemocí. ÒU těchto chorob se dědičný podklad uplatňuje jako velký faktor, tj. je přítomen prakticky u všech nemocných a jedná se prokazatelně o faktor příčinný (např. defekty v dystrofinovém genu u muskulárních dystrofií), k němuž se přidávají jen jako přídatné další faktory genetické i faktory zevního prostředí. Příčinou těchto nemocí bývají především tzv. vzácné alely. dominantní recesivní autosomální autosomálně dominantní (AD) autosomálně recesivní (AR) X-vázaný X-dominantní (XD) X-recesivní (XR) • ÒZ hlediska genetiky je zásadní fakt, že mtDNA je předávána další generaci výhradně matkou (matroklinní dědičnost), když po oplodnění jsou zachovány pouze mitochondrie lidského vajíčka. To patrně není pouhým důsledkem nepoměru počtu mitochondrií lidského oocytu (cca 100 000) a spermie (50-70), ale předpokládá se aktivní proces, který po oplození zlikviduje mitochondrie paternálního původu. Tomu odpovídá i typický maternální přenos chorob způsobených mutacemi mtDNA v rodokmenu (viz obrázek). Pokud je heteroplazmická mutace zděděna nebo k ní dojde v časných fázích embryogeneze, normální i mutovaná varianta jsou náhodně předávány při buněčném dělení dceřinným buňkám (mitotická i meiotická segregace). Distribuce a zastoupení mutované mtDNA v jednotlivých orgánech jsou proto patrně závislé na čase a vzniku mutace a rovněž na typu postižené buňky. Typický rodokmen pro onemocnění s mitochondriální dědičností ÒMonogenní choroba je determinována alelami v jednom lokusu. ÒVariantní alela, která vznikla mutací někdy v nedávné nebo vzdálené minulosti a je většinou relativně málo častá, nahrazuje původní „divokou“ („wild“) alelu na jednom nebo obou chromosomech. ÒMá-li jedinec pár identických alel, říkáme, že je homozygot, pokud jsou alely rozdílné, jedinec je heterozygot. ÒPokud se jedná o dědičnost vázanou na X, rozlišujeme u ženy tři genotypy (XX, Xx, xx), u mužů jen dva hemizygoty (X0,x0) ÒMonogenní choroby mají charakteristický způsob přenosu v rodinách. ÒMonogenní choroby jsou primárně, i když ne výlučně, chorobami dětského věku. ÒMéně než 10% z nich se manifestuje po pubertě a pouhé 1% se objeví po skončení reprodukčního věku. I ÒV populační studii na 1 milionu živě narozených dětí byla incidence vážných monogenních chorob odhadnuta na 0,36%, u 6-8% hospitalizovaných dětí se uvažuje o monogenních chorobách. ÒJako polymorfismy v DNA se označují přirozeně se objevující změny v sekvenci DNA s více než jednou variantou-alelou, s populační frekvencí více než 1 %. Objevují se v průměru jednou na každých 1000 párů bází genomové DNA. ÒAsi 90 % z nich jsou polymorfismy se záměnou jednoho nukleotidu (single nucleotide polymorphisms - SNP), jejichž podstatou je substituce jedné báze. ÒVětšina těchto polymorfismů leží v nekódujících (intronových) sekvencích, na jejichž funkční význam existují odlišné názory. ÒKromě SNP se vyskytují také minisatelitní a mikrosatelitní polymorfismy, které vznikají v důsledku variace v tzv. tandemových repetitivních sekvencích. Minisatelitní polymorfismy jsou obvykle dlouhé 0,1-20 kilobází, zatímco mikrosatelitní často méně než 100 párů bazí. ÒVětšina mikrosatelitních polymorfismů jsou dinukleotidové opakovací (repeat) sekvence, jako je např. opakování motivu CA. SNP jsou obvykle bialelické (existují jen dvě alely), minisatelitní polymorfismy multialelické (existuje více než dvě alely). ÒAčkoliv většina polymorfismů je zřejmě funkčně neutrální, část z nich zřejmě má alelicky specifické účinky na regulaci genové exprese nebo funkce kódovaného proteinu, což determinuje interindividuální variabilitu v biologických znacích i vnímavost vůči nemoci. ÒVzácné alely jsou „špatné“ („loss of function, gain of function“) ÒJsou často pod tlakem selekce ÒPolymorfismy (> 1% frekvence v populaci) ÒVýznam: ÒZdroj vrozené variability genomu ÒFaktor přežití vzhledem k patogenům? ÒJak vzácné mutace, tak polymorfismy jsou způsobeny genovými mutacemi ÒGerminativní mutace přítomny ve všech buňkách. V průběhu života se nemění (genetická predispozice?) ÒSomatické mutace vznikají v somatických buňkách v průběhu života (maligní transformace). ÒZa genetickou predispozici mnoha biologických procesů, evolučních adaptací a tedy také tzv. komplexních nemocí zřejmě odpovídají kombinace určitých genů a určitých faktorů zevního prostředí. ÒInterakční efekty a vliv vnějších faktorů však nutně musíme očekávat i v případě mendelisticky děděných nemocí, což se koneckonců projevuje ve všeobecně známé lékařské zkušenosti se širším klinickým spektrem příznaků stejného onemocnění. Ò ÒNa odhalení nejobecnějších principů genetiky multifaktoriálních nemocí se na rozdíl od genetiky nemocí mendelistických v současné době stále ještě čeká. Také z tohoto důvodu zatím v klinické praxi často kolísá názor na výsledky genetických studií, které se snaží odhalit genetický podklad komplexních nemocí, od neodůvodněného očekávání nad nalezenými geny velkého účinku až po velkou skepsi vzhledem k existenci genetického podkladu v populaci četných nemocí ( nad 1%), jako je v kardiologii např. esenciální hypertenze. ÒNemoci sporadické, familiární (tumory)- velký význam znalosti rodokmenu Ò ÒJinak řečeno, v 21. století již musíme počítat s tím, že fakticky každá choroba má nějaké genetické pozadí, jehož podíl na manifestaci dané choroby je různý. ÒZákladní debata nad genetickým podkladem nemocí logicky začíná od strategie výběru tzv. kandidátních genů. Tato otázka je podstatně jednodušší u mendelisticky děděných nemocí, kde se změněná funkce jednoho genu snadněji identifikuje. ÒDalším významným momentem je výběr statistické metodologie, která zhodnotí sílu asociace genů s chorobami. Možnosti jsou v zásadě dvě: linkage (vazebná) analýza a asociační studie. K detekci specifických genetických oblastí a genů, které se účastní v transmisi nemoci, je v principu možné použít obě metody. ÒLinkage (vazebná) analýza testuje kosegregaci genového markeru a fenotypu nemoci v rodině. Čili marker a nemoc se v dané rodině mají vždy vyskytovat spolu. É Asociační studie vyšetřují souvýskyt markeru a nemoci na populační úrovni, tj. u nepříbuzných jedinců, obvykle srovnáním frekvencí markerů u nepříbuzných nemocných a kontrolních subjektů (studie case-control). Statistickou sílu asociace je možno dále zvýšit obohacením o další kritéria, jako jsou klinické subtypy nemoci (studie case-case), závažnost nemoci, časný začátek nemoci, rizikové faktory pro nemoc včetně pohlaví a vhodné biologické znaky (např. plasmatické hladiny cytokinů při asociaci genetických polymorfismů v cytokinových genech; studie genotyp-fenotyp). s00109-002-0416-5flc1.gif Occurrence in main text • • • • • • • • • • • • • • • • •A=fyziologický stav: tři molekulární mechanismy (M1, M2, M3) se podílejí na •determinaci znaku (TK), B=hypertenze D1: selhání M1 (příčina/účast) •C=hypertenze D1: kauzální terapie T1 (cílená na M1), D= hypertenze D3: selhání M3 (příčina účast), E=hypertenze D3, léčení T1: terapie není kauzální, F=hypertenze D1, paliativní terapie T2, cílená na M2, G=hypertenze D1, terapie T2, refrakterní varianta na T2 v M2, H= fyziologický stav: odlišný podíl M1 a M2 na normálním znaku, I = varianta hypertenze D1: selhání M1; J =varianta hypertenze D1: terapie T2 cat sleeping on bed animation ÒU komplexních nemocí se ukazuje, že je možno asociovat alely mnohých polymorfismů s výskytem komplexní nemoci nebo některými intermediálními znaky onemocnění (hladiny proteinů, rodinná anamnéza aj.) statisticky asociovat, čili přinejmenším najít genetický marker, s touto nemocí asociovaný. ÒUrčitý genotyp nebo alela daného polymorfismu tak představuje vyšší (nižší) riziko pro nemoc. Ò¯ Ò Odds ratio (OR): Ò ÒPočet nemocných s riz. genotypem x počet zdravých bez riz. genotypu ÒPočet nemocných bez riz. genotypu x počet zdravých s riz. genotypem Ò ÒSenzitivita, specifita (nad 80%) a síla testu (nad 80%). Group TNFβ-B1B1 TNFβ-B2B2 TNFβ-B1B2 B1-allele frequency P g P a 00 12 73 76 0.311 0.02 0.008 01 1 28 11 0.163 All 13 101 87 201 1.Group 00: patients without a family history of psoriasis. 2.Group 01: patients with a family history of psoriasis in second- and third-degree relatives. 3.OR for B2 allele in patients with psoriasis who had second- and third-degree relatives with psoriasis = 4.5 (0.56–36.12), Pcorr = 0.02, sensitivity 0.834, specificity 0.311, power test 0.732. ÒStudie kandidátních genů Ò §Racionální (patofyziologická) selekce genů bez možnosti objevit nové (je možno ovšem objevit nové klinicky validní markery uvnitř genu) §Limitovaný počet genů snižuje riziko falešné pozitivity výsledků §Redukované náklady, pokud je tento přístup úspěšný (vede k signifikantním výsledkům=klinicky validním markerům). §Je možno se dopracovat statisticky adekvátně velkým souborům vyšetřených osob § ÒStudie „genome-wide“ §Analýza celých genomů může vést k identifikaci dosud neznámých genetických souvislostí §Zvyšuje se riziko nepravdivého výsledku §Zvýšené náklady, také na základě zvýšeného počtu signifikantních výsledků §Statisticky adekvátně četných souborů je možno dosáhnout jen obtížně § PERSONALIZOVANÁ MEDICÍNA ÒUmožňuje zlepšovat účinnost terapie na základě vysokého respektu k interindividuální variabilitě pacienta ÒZdroje: ÒKlinicky relevantní znalost genetického podkladu nemocí ÒBuněčná terapie ÒGenová terapie ÒFarmakogenetika ÒFarmakoekonomické aspekty •Copyright ©2006 American Society of Hematology. Copyright restrictions may apply. •Davies, S. M. Hematology 2006;2006:111-117 •Figure 1. The hoped-for pathway of development of personalized medicine for the treatment of leukemia Figure 2. Pathophysiological mechanisms linking obesity and GI cancers. Chronic innate immune activati... • • •Patofyziologický mechanismu vztahu mezi obezitou a •rakovinami v GIT. •OR pro MTAG=3,82 (2,09-6,96) •P=0.0002, Pcorr=0,002 • • •OR pro MTGG=0,24 (0,08-0,75) •P=0,007, Pcorr=0,05 • • OR=17,65 (95% konfidenční interval 2,31-134,71; P=0,00009, Pcorr=0,0006 Pacientky s roztroušenou sklerózou vs. kontroly Dvojnásobný genotyp v genu pro ATG (-6A/G a M235T ATG) OR=4,67 (95% konfidenční interval 1,31-16,63); P=0,008, Pcorr=0,04 Pacientky s roztroušenou sklerózou vs. kontroly Dvojnásobný genotyp v genu pro ATG (-6A/G a M235T ATG) ÒPopsat vliv dědičnosti na odpověd organismu na různé látky s využitím interdisciplinárního přístupu ÒFarmakogenomika se znalostí celého genomu Ò ÒFarmakodynamika: popisuje žádoucí či nežádoucí účinky léků na organismus Ò(lék® organismus) ÒFarmakokinetika: se zabývá hladinami léků a jeho metabolitů v různých tkáních a vstřebáváním léků, jejich distribucí, metabolismem a eliminací Ò(organismus ® lék) Image Klinický potenciál farmakogenetiky ÒAbsorpce (GIT, motilita?, pH žaludeční sekrece?, intestinální flóra?, místo absorpce) ÒDistribuce (frakce léčiva vázaná na bílkoviny séra, afinita jednotlivých léčiv k BS – fenylbutazon-warfarin) ÒMetabolismus (indukce, inhibice metabolizujících enzymů... rifampicin-orální kontraceptiva) ÒEliminace (pH moči, lithium-thiazidy) ÒRozdílné hladiny léku v séru pacientů téže skupiny, váhy, atd. po podání stejné dávky ÒRychlejší x pomalejší nástup účinku ÒRůzná doba eliminace léčiva z organismu ÒInterakce (alkohol, tabák, barbituráty) ÒRůzná odpověď pacientů téže populační skupiny na tentýž lék ÒRůzná odpověď pacientů na kombinace týchž léků ÒGeneticky determinovaná přecitlivělost na danou látku ÒNutnost přesné diagnózy (k fenotypicky podobným stavům mohou vést různé patobiochemické mechanismy). ÒIndividuální odpověď jedince na terapii může záležet na genech, vstupujících do interakce s metabolismem léku nebo jeho působením. ÒPolovina všech dosud používaných léků je metabolizována enzymy P450. Image Klíčové složky farmakogenetiky ÒCYP3A4 – 50% metabolizovaných léků ÒCYP2D6 – 20% ÒCYP2D9 + CYP2D19- 15 % ÒCYP2D6, CYP2D9, CYP2D19 a CYP2A6 byly prokázány jako funkčně polymorfní s00109-002-0416-5flc1.gif Occurrence in main text • • • • • • • • • • • • • • • • •A=fyziologický stav: tři molekulární mechanismy (M1, M2, M3) se podílejí na •determinaci znaku (TK), B=hypertenze D1: selhání M1 (příčina/účast) •C=hypertenze D1: kauzální terapie T1 (cílená na M1), D= hypertenze D3: selhání M3 (příčina účast), E=hypertenze D3, léčení T1: terapie není kauzální, F=hypertenze D1, paliativní terapie T2, cílená na M2, G=hypertenze D1, terapie T2, refrakterní varianta na T2 v M2, H= fyziologický stav: odlišný podíl M1 a M2 na normálním znaku, I = varianta hypertenze D1: selhání M1; J =varianta hypertenze D1: terapie T2 Ò ÒCílem studie bylo porovnat 3 skupiny pacientů s biologiky v klinických a genetických parametrech ÒSkupina A: 11 pacientů s psoriázou s adalimumabem, u nichž byla léčba tímto biologikem ukončena ÒSkupina B: 14 pacientů s psoriázou, u nichž léčba adalimumabem úspěšně probíhá ÒSkupina C: 12 pacientů s jinou diagnózou, u nichž v průběhu léčby biologiky došlo k výsevu psoriázy (1 případ hidradenitis suppurativa, 4 případy m. Crohn, 3 případy ulcerativní kolitidy, 3 případy ankylozující spondylitidy, 1 případ revmatoidní artritidy). Ò ÒU všech pacientů jsme vyšetřili několik genetických polymorfismů v genech participujících na rozvoji zánětu (TNF alfa, TNF beta, TACE, IL-6, MMP-2, MMP-9, TIMP-2, ACE, CD147) a v genu potenciálně ovlivňujícím farmakokinetiku, příp. farmakodynamiku biologika (MDR1). Dg. Psoriáza Skupina A léčba A ukončena Skupina B léčba A pokračuje P Rok narození (median, rozsah) 1953 (1928-1991) 1969 (1943-1992) NS Pohlaví M/Ž 4/7 12/2 0,02 (OR=10) PASI před (median, rozsah) 14,5 (6,3-28,2) 12,9 (10,40-40,00) NS BSA před (median, rozsah) 25 (5-60) 25,5 (8-75) NS Efekt léčby za 3 měsíce 6/5 (55%) 14/0 (100%) 0,009 (OR=11) Současný stav - zlepšení 10/1 (91%) 14/0 (100%) NS Onset psoriázy (median, rozsah, roky) 21,5 (0-60) 21,0 (7-53) NS Pozdní onset psoriázy (nad 40 let věku) 20% 8% NS Skupina A Skupina B Pozitivní rodinná anamnéza psoriázy 40% 38% NS Pozitivní rodinná anamnéza R/S/D 30% 8% NS Pozitivní rodinná anamnéza jiní než R/S/D 0% 31% NS + RA KV nemocí 70% 85% NS + RA DM 30% 62% NS + RA tumorů 30% 8% NS + RA alergií 40% 23% NS Dg. Psoriáza- Komorbidity Skupina A léčba A ukončena Skupina B léčba A pokračuje P Komorbidity - počet 90% 60% NS Kardiovaskulární nemoci 50% 38% NS Diabetes mellitus 20% 0% NS Tumory 30% 8% NS Alergie 40% 8% NS Angíny v dětství/ tonsilektomie 20% 31% NS ÒMezi pacienty skupin A a B jsme prokázali signifikantně nižší efekt léčby adalimumabem za 3 měsíce od počátku (P=0,009), častěji u žen. Efekt léčby za 3 měsíce A/N 6/5 (55%) 14/0 (100%) 0,009 (OR=11) Adalimumab structure.png ÒVe skupině A je signifikantně asociován Øgenotyp v I/D ACE s hodnotou PASI a BSA před začátkem terapie biologiky a Ørodinná anamnéza psoriázy v 1. linii (rodiče, děti, sourozenci) s genotypem v MMP-9. ACEgen Adalimumab structure.png •P=0,02 •P=0,03 •Skupina A – adalimumab – studie ukončena •P=0,03 Adalimumab structure.png Ò ÒVe skupině B jsme prokázali odelší léčbu biologiky u genotypu GG v polymorfismu TNFalfa – 308 A/G (P=0,03), olepší efekt léčby biologikem u genotypu TT (P=0,04) polymorfismu v MMP-2 -790T/G a u genotypu CC polymorfismu MMP- 9 -1575 T/C. Adalimumab structure.png •P=0,03 •P=0,04 •P=0,07 Adalimumab structure.png Rok narození Pohlaví Dg Biologikum Délka pod. biologika Rozvoj psoriázy od začátku léčby B (M) 1962 Muž Hidradenitis suppurativa adalimumab 3 1 1985 Muž Ankyl spondilitis adalimumab 22 5 1957 Muž Ankyl. Spondilitis golimumab 5 5 1970 Muž Ankyl.spondilitis adalimumab 3 3 1962 Žena Iridocyklitis, m.Crohn adalimumab 12 8 1976 Žena m. Crohn adalimumab 10 1976 Žena m.Crohn infliximab 45 34 1985 Žena m.Crohn infliximab 42 1970 Muž Ulcerózní kolitis infliximab 3 2 1952 Žena Ulcerózní kolitis infliximab 38 21 1976 Žena Ulcerózní kolitis infliximab 91 49 1964 Muž RA certolizumab 66 66 •Skupina C: pacienti léčení biologiky se vznikem psoriázy oDélka podávání biologika vysoce signifikantně korelovala ve skupině C s dobou vzniku psoriázy od začátku léčby (P=0,00002). oDélka podávání biologika byla signifikantně asociována s genotypem v polymorfismu C3435T genu pro MDR1 (P=0,02). oPodávání další léčby v případě neúspěšnosti léčby biologické bylo asociováno s genotypem v polymorfismu MMP-2 -790 T/G (P=0,03). •P=0,02) •P=0,00002 •P=0,03 ÒZávěrem je tedy možno konstatovat, že úspěch biologické léčby souvisí s některými vrozenými genotypy v prozánětlivých genech. ÒRozvoj psoriázy u pacientů s biologickou léčbou zřejmě souvisí s genotypy v polymorfismech v MDR1. Produkt tohoto genu je schopen snižovat hladiny xenobiotik v buňkách. Ò Ò ACEgen •Pg=0,006, Pa=0,009 •Pacienti s nižší než 50% dávkou z doporučené dávky BB+ACEI mají 2,84 x častěji genotyp II, P=0,002 C:\Users\prof. Vasku\Pictures\ejhg201166f2.jpg •European Journal of Human Genetics (2011); 19, 1002-1008, určení otcovsví určení příbuznosti identita vzorků DNA dědičné dispozice Lion Roar catdance2 •? Lion Lion Rub Ground